CN221350282U - 一种光照传感器、空调系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光照传感器、空调系统和车辆，包括阻光板和多个受光元件，阻光板用于划分受光区域，受光元件单独获取所在受光区域的光照数据。本实用新型通过设置多个受光元件，并通过阻光板使多个受光元件分区域获取光照数据，根据多个区域获取的光照数据的区别，方便后续进一步判断光照的强度以及方向。

Description

一种光照传感器、空调系统和车辆

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，具体地涉及一种光照传感器、空调系统和车辆。

背景技术

随着车辆的逐渐普及，对车载空调的智能传感设备要求逐渐增高，由于现有的智能车载空调是通过温度传感器获取车内温度，并根据车内温度调节空调的出风温度和风量，而温度传感器不能及时获取驾乘人体感温度的变化，体感温度的变化容易受到光照强度的影响，且不同位置驾乘人的体感温度变化容易受到光照方向的影响，传统的光照传感器无法获取不同方向的光照强度，本实用新型针对以上问题提出了一种新的解决方案。

实用新型内容

本实用新型为了克服上述缺点中的至少一个，提供一种光照传感器、空调系统和车辆。本实用新型的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种光照传感器，包括：

阻光板，用以将受光区域划分为第一区域和第二区域；

第一受光元件，设置于所述第一区域内，用于获取所述第一区域内的光照数据；

第二受光元件，设置于所述第二区域内，用于获取所述第二区域内的光照数据；

外壳，所述外壳为不透光材质，以将所述第一受光元件和所述第二受光元件盖设在所述受光区域以内；

透镜，与所述外壳相连接，且覆盖所述受光区域。

在一种可实施方式中，所述光照传感器还包括：

第三受光元件，设置于第三区域内，用于获取所述第三区域内的光照数据；

第四受光元件，设置于第四区域内，用于获取所述第四区域内的光照数据；

其中，所述第一区域、所述第二区域、所述第三区域和所述第四区域之间均通过所述阻光板分隔开。

在一种可实施方式中，所述光照传感器还包括：

电路板，所述第一受光元件和所述第二受光元件设置在所述电路板上，所述外壳设置在所述电路板上。

在一种可实施方式中，当所述光照传感器还包括第三受光元件和第四受光元件时，所述第三受光元件和所述第四受光元件均设置在所述电路板上，所述外壳将所述第三受光元件和所述第四受光元件套设在所述受光区域以内。

在一种可实施方式中，所述透镜为圆台或棱台形状，所述透镜顶面的面积大于底面的面积。

在一种可实施方式中，所述透镜为一体成型结构，所述透镜位于所述第一受光元件和所述第二受光元件用于受光的一侧，且覆盖所述第一区域和所述第二区域；

其中，所述透镜包括进光面、出光面和第一侧面，所述进光面和所述出光面平行于受光元件的受光面，所述第一侧面相对于所述受光面的角度为20°～40°。

在一种可实施方式中，所述透镜为分体设置结构，所述透镜包括第一镜体和第二镜体，所述第一镜体位于所述第一受光元件用于受光的一侧，且覆盖所述第一区域，所述第二镜体位于所述第二受光元件用于受光的一侧且覆盖所述第二区域；

其中，所述透镜包括进光面、出光面、第一侧面和第二侧面，所述进光面和所述出光面平行于受光元件的受光面，所述第一侧面相对于所述受光面的角度为20°～40°。

在一种可实施方式中，所述阻光板至少一部分位于所述透镜内部；或，

当所述透镜包括第一镜体和第二镜体时，所述阻光板位于所述第一镜体和所述第二镜体之间。

一种空调系统，包括上述任意一项所述光照传感器。

一种车辆，包括上述任意一项所述光照传感器或上述的空调系统。

本实用新型的有益技术效果：根据本公开内容，该光照传感器设置多个受光元件，并通过阻光板使多个受光元件分区域获取光照数据，根据多个多个区域获取的光照数据的区别，方便后续进一步判断光照的强度以及方向，区分不同区域的光照强度。

附图说明

在附图中，通过实例的方式非限制性地给出以下内容：

图1示出了光照传感器的结构主视图；

图2示出了单侧受光元件的收光范围示意图；

图3示出了光照传感器在运行中方位角和极角的示意图；

图4示出了另一种光照传感器的结构俯视图；

图5示出了第一受光元件辐射强度随极角变化的配光汇总曲线图；

图6示出了光照方位角为0°对应的受光元件辐射强度随极角变化的配光汇总曲线图；

图7示出了光照方位角为45°对应的受光元件辐射强度随极角变化的配光汇总曲线图；

图8示出了光照方位角为90°对应的受光元件辐射强度随极角变化的配光汇总曲线图；

图9示出了光照方位角为135°对应的受光元件辐射强度随极角变化的配光汇总曲线图。

图中：1、透镜；2、外壳；3、第一受光元件；4、第二受光元件；5、阻光板；6、电路板；7、前档玻璃；8、硅胶层；9、第三受光元件；10、第四受光元件；

具体实施方式

在下面详细公开中，参照了附图，充分描述这些实施例，为使本领域技术人员更加清楚和明确本实用新型的技术方案，下述描述的实施方式不局限于此，下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述。

在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-图3所示，本公开第一方面的实施例，提供了一种光照传感器，包括：阻光板5、第一受光元件3、第二受光元件4、外壳2和透镜1，阻光板5用以将受光区域划分为第一区域和第二区域，第一受光元件3设置于第一区域内，用于获取第一区域内的光照数据；第二受光元件4设置于第二区域内，用于获取第二区域内的光照数据，外壳2为不透光材质，以将第一受光元件3和第二受光元件4盖设在受光区域以内；透镜1与外壳2相连接且覆盖受光区域。

本实用新型包括阻光板5和多个受光元件，阻光板5用于划分多个受光区域，避免受光元件受到其他受光区域光线的干扰，使受光元件单独获取所在受光区域的光照数据。本实用新型通过设置多个受光元件，并通过阻光板5使多个受光元件分区域获取光照数据，根据多个区域的布置以及获取的光照数据的区别，方便进一步判断光照的强度以及方向。

外壳2可选用不透光塑料制品、不透光玻璃制品或不透光橡胶制品等，以使将多个受光元件盖设在内，通过外壳2和阻光板5划分受光元件能接收光照的受光区域。如图1和图2所示，透镜1设置在外壳2的开口端且位于受光元件的受光面一侧，受光元件接收穿过透镜1的光线，经过透镜1的折射汇聚于受光芯片4上表面。

如图1-图3所示，本实施例中的第一受光元件3和第二受光元件4对称设置，阻光板5将受光区域划分为第一区域和第二区域，增加了方向区分性，通过不透光的阻光板5的分隔，第一受光元件3只能获取第一区域内的光照数据，第二受光元件4只能获取第二区域内的光照数据，根据光照数据之间的辐射强度以及辐射强度的差值，能够判断光照的大致极角和大致方位角，进而判断太阳相对于光照传感器的位置。

如图3所示，箭头方向为车头朝向方向，以x、z平面为水平面，光照传感器设置于车辆前玻璃上并与水平面法线方向成一定角度。定义法线方向为y轴正方向，向上指向分量为z轴正方向，方位角与极角的方向如图3中所示。

当第一受光元件3接收到的辐射强度大于第二受光元件4接收到的辐射强度时，太阳位于光照传感器第一区域方向，即方位角更趋近于0°，极角更趋近于-90°；当第一受光元件3接收到的辐射强度小于第二受光元件4接收到的辐射强度时，太阳位于光照传感器第二区域方向，即方位角更趋近于0°，极角更趋近于90°；当第一受光元件3接收到的辐射强度与第二受光元件4接收到的辐射强度数值相近时，太阳位于光照传感器第一区域和第二区域交汇处附近，即方位角更趋近于90°/-90°附近，极角更趋近于0°；因此，通过第一受光元件3和第四受光元件4获取的光照辐射强度的差别，能够判断太阳的大致方位角。

当第一受光元件3接收到的辐射强度与第二受光元件4接收到的辐射强度差值较大，太阳与垂直于第一受光元件3与第二受光元件4连线且过连线中点的平面的夹角较大，即极角更趋近于-90°/90°；同理，当第一受光元件3接收到的辐射强度与第二受光元件4接收到的辐射强度差值较小时，太阳与垂直于第一受光元件3与第二受光元件4连线且过连线中点的平面的夹角较小，即极角更趋近于0°；通过第一受光元件3和第四受光元件4获取的光照辐射强度的差值大小，能够判断太阳的大致极角。

如图5-图9所示，横轴表示极角从-90°逐渐变化为+90°，纵轴表示第一受光元件3接收到来自光源的归一化辐射强度，单位：W；第二受光元件4的辐射强度随极角变化的配光汇总曲线图与第一受光元件3的辐射强度随极角变化的配光汇总曲线图关于极角为0°左右对称。从图5中可看出在方位角分别为0°、45°、90°、135°的辐射强度变化曲线图中，辐射强度相对于极角为0°为中心左右翻转重叠程度小，在0°、45°、90°、135°方位角平面时均具有强方向性，辐射强度峰值与太阳正午方位角对应，半峰边角约为较大且具有较好的角度接收范围。

在一种可实施方式中，如图4所示，光照传感器还包括第三受光元件9和第四受光元件10，第三受光元件9设置于第三区域内，用于获取第三区域内的光照数据，第四受光元件10设置于第四区域内，用于获取第四区域内的光照数据；其中，第一区域、第二区域、第三区域和第四区域之间均通过阻光板5分隔开。

如图4所示，可以理解的是，通过阻光板5将受光区域划分为第一区域、第二区域、第三区域和第四区域，阻光板5的横截面可为十字形状，每个区域单独设置一个受光元件，优选为相邻两个受光元件之间的夹角为90°，第一受光元件3只能获取第一区域内的光照数据，第二受光元件4只能获取第二区域内的光照数据，第三受光元件9只能获取第三区域内的光照数据，第四受光元件10只能获取第四区域内的光照数据。根据四组光照数据之间的辐射强度以及辐射强度的差值比对，能够更清楚地判断光照的极角和方位角，进而判断太阳相对于光照传感器的位置。

可以理解的是，在第一方面，当第一受光元件3接收到的辐射强度大于第二受光元件4、第三受光元件9和第四受光元件10接收到的辐射强度，太阳位于光照传感器第一区域的方向，即方位角范围在(0°，90°)，极角范围在(-90°，0°)；在第二方面，当第二受光元件4接收到的辐射强度大于第三受光元件9接收到的辐射强度，则太阳位于光照传感器第一区域内且更靠近第二区域，即方位角范围在(45°，90°)，极角范围在(-90°，0°)；在第三方面，还能够根据第一受光元件3接收到的辐射强度和第二受光元件4接收到的辐射强度之间的差值大小，进一步缩小方位角的范围，差值越大，方位角越趋近45°，差值越小，方位角越趋近90°；在第一四方面，还能够根据第一受光元件3接收到的辐射强度与第二受光元件4、第三受光元件9和第四受光元件10接收到的辐射强度之间的差值大小，进一步缩小极角的范围，差值越大，太阳越趋近光照传感器的自身水平方向，差值越小，太阳越趋近光照传感器的自身法线方向。同理，可根据第一受光元件3、第二受光元件4、第三受光元件9和第四受光元件10接收到的辐射强度的大小和差值比对，进一步地判断太阳的方位角和极角范围。

在一种可实施方式中，光照传感器还包括电路板6，第一受光元件3和第二受光元件4设置在电路板6上，外壳2设置在电路板6上。

如图1和图2所示，通过将受光元件设置在电路板6上，受光元件接收太阳光线，通过电路板输出的信号获取便于观察的辐射强度数据，判断不同方位角、不同极角的阳光辐射强度。

在一种可实施方式中，当光照传感器还包括第三受光元件和第四受光元件时，第三受光元件和第四受光元件均设置在电路板6上，外壳2将第三受光元件和第四受光元件套设在受光区域以内。

可以理解的是，如图1-图4所示，外壳2的形状可以为棱柱、圆柱等，外壳2上设有开口端，受光元件接收穿过开口端照射到受光元件的光线。

在一种可实施方式中，透镜1为圆台或棱台形状，透镜1顶面的面积大于底面的面积。

如图1和图2所示，透镜设置为上宽下窄的圆台或棱台形状，以增大全反射时光线的接收角度，能够增加受光元件接收的光线范围。

可以理解的是，每个受光元件对应的区域的透镜1形状对称，保证每个子受光区域的对称性，增加了光照方向区分性。

在一种可实施方式中，透镜1为一体成型结构，透镜1位于第一受光元件3和第二受光元件4用于受光的一侧，且覆盖第一区域和第二区域；其中，透镜1包括进光面、出光面和第一侧面，进光面和出光面平行于受光元件的受光面，第一侧面相对于受光面的角度为20°～40°。

可以理解的是，透镜1可为一体成型结构，且透镜1内部开设有容纳阻光板5的槽体，阻光板5的一端可延伸至电路板，在能够达到阻挡各子受光区域之间光线交互的情况下，阻光板5也可以与电路板留有一定缝隙。

在一种可实施方式中，透镜1为分体设置结构，透镜1包括第一镜体和第二镜体，第一镜体位于第一受光元件3用于受光的一侧，且覆盖第一区域，第二镜体位于第二受光元件4用于受光的一侧且覆盖第二区域；其中，透镜1包括进光面、出光面、第一侧面和第二侧面，进光面和出光面平行于受光元件的受光面，第一侧面相对于受光面的角度为20°～40°。

可以理解的是，透镜1可为分体设置结构，每个受光元件所在的子受光区域均设有一个镜体，多个镜体之间通过阻光板5阻隔光线进入其他子受光区域。

在一种可实施方式中，阻光板5至少一部分位于透镜1内部；或，当透镜1包括第一镜体和第二镜体时，阻光板5位于第一镜体和第二镜体之间。

透镜1靠近外壳2的侧面与受光元件受光面的角度优选为20°～40°，透镜1的厚度优选为2～6mm，光线经过透镜1汇聚于受光元件的受光面上，能够满足受光元件接收光线的需要，增加获取的光线范围，进一步缩小设备的体积。

在车内的温度相同的情况，光照情况对于驾乘人的体感舒适度也会产生很大的影响。当车辆暴露在阳光下或阳光被遮挡时，驾乘人能够很快感觉到变化，而光照情况对车内温度的影响则需要一定的时间，导致空调不能根据驾乘人的实际感受进行调温，驾乘人的舒适感较差。当汽车暴露在光照辐射较强的阳光下，强光照射在驾乘人身体上，驾乘人的体感温度快速升高；当阳光被遮挡时，驾乘人的体感温度快速下降，然后对于光照强度的改变，短时间内对车内实际温度的影响较小，空调不能根据驾乘人的体感温度及时调整出风温度和风量，且光照的方向对于车辆不同位置驾乘人的体感温度也会产生影响，即由于光照方向，主副驾乘位置的人员体感温度也会不同。而现有的车载空调，仅仅是通过温度传感器获取车辆内的实际温度进行调温，对于无法根据光照强度的改变和光照方向对于驾乘人员体感温度的影响进行智能调温。

本公开第二方面的实施例，提供了一种空调系统，包括上述任意一项光照传感器。

该空调系统具有上述光照传感器的效果，可以与温度传感器配合使用，空调通过二者共同检测车辆内的温度和光照情况，能够快速检测到光照对驾乘人员的影响，提高空调的响应速度，提高调温的智能化。

空调可通过光照传感器检测的光照强度和方向，对车辆内不同位置进行调温，对主副驾乘位置进行不同的自动空调温度，还可以对前排和后排的驾乘位置进行不同的自动空调温度，以校正光照对于车内不同位置的影响，提高不同位置驾乘人员的舒适度，本光照传感器具有强方向性，可自主区分左侧与右侧方向的辐射强度，从而影响主副驾驶在不同情况下的体感温度。

本公开第三方面的实施例，提供了一种车辆，包括上述任意一项光照传感器或上述的空调系统。

如图2和图3所示，该光照传感器设置于车辆内部，由于太阳光透过前档玻璃7对主副驾乘位置的驾乘人影响较大，光照传感器设置于光照透过前档玻璃7的光照范围内，优选置于车辆的前挡玻璃7内侧或仪表台顶部，将光照传感器设置于前挡玻璃7能够更好地检测光照的情况以及光照对于驾乘人员的影响。

具体实施时，光照传感器可通过吸盘、螺栓、粘连剂等连接件与前档玻璃或仪表台相连，如图2所示，如连接件位于受光元件的受光区域内，则连接件需要为为透光材质，如硅胶层8，硅胶层8为制品封装后与车玻璃黏贴固定使用。

本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

鉴于上文的详细说明，可以对这些实施方案做出这些和其它改变，本书面描述包括最佳模式的实施例公开本实用新型。本实用新型取得的专利范围由权利要求书来定义，权利要求并不受本公开内容所限定，本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型所公开的范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都处于本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种光照传感器，其特征在于，包括：

阻光板(5)，用以将受光区域划分为第一区域和第二区域；

第一受光元件(3)，设置于所述第一区域内，用于获取所述第一区域内的光照数据；

第二受光元件(4)，设置于所述第二区域内，用于获取所述第二区域内的光照数据；

外壳(2)，所述外壳(2)为不透光材质，以将所述第一受光元件(3)和所述第二受光元件(4)盖设在所述受光区域以内；

透镜(1)，与所述外壳(2)相连接，且覆盖所述受光区域。

2.根据权利要求1所述的光照传感器，其特征在于，所述光照传感器还包括：

第三受光元件(9)，设置于第三区域内，用于获取所述第三区域内的光照数据；

第四受光元件(10)，设置于第四区域内，用于获取所述第四区域内的光照数据；

其中，所述第一区域、所述第二区域、所述第三区域和所述第四区域之间均通过所述阻光板(5)分隔开。

3.根据权利要求1或2所述的光照传感器，其特征在于，所述光照传感器还包括：

电路板(6)，所述第一受光元件(3)和所述第二受光元件(4)设置在所述电路板(6)上，所述外壳(2)设置在所述电路板(6)上。

4.根据权利要求3所述的光照传感器，其特征在于，

当所述光照传感器还包括第三受光元件(9)和第四受光元件(10)时，所述第三受光元件(9)和所述第四受光元件(10)均设置在所述电路板(6)上，所述外壳(2)将所述第三受光元件(9)和所述第四受光元件(10)套设在所述受光区域以内。

5.根据权利要求1所述的光照传感器，其特征在于，

所述透镜(1)为圆台或棱台形状，所述透镜(1)顶面的面积大于底面的面积。

6.根据权利要求5所述的光照传感器，其特征在于，

所述透镜(1)为一体成型结构，所述透镜(1)位于所述第一受光元件(3)和所述第二受光元件(4)用于受光的一侧，且覆盖所述第一区域和所述第二区域；

其中，所述透镜(1)包括进光面、出光面和第一侧面，所述进光面和所述出光面平行于受光元件的受光面，所述第一侧面相对于所述受光面的角度为20°～40°。

7.根据权利要求5所述的光照传感器，其特征在于，

所述透镜(1)为分体设置结构，所述透镜(1)包括第一镜体和第二镜体，所述第一镜体位于所述第一受光元件(3)用于受光的一侧，且覆盖所述第一区域，所述第二镜体位于所述第二受光元件(4)用于受光的一侧且覆盖所述第二区域；

其中，所述透镜(1)包括进光面、出光面、第一侧面和第二侧面，所述进光面和所述出光面平行于受光元件的受光面，所述第一侧面相对于所述受光面的角度为20°～40°。

8.根据权利要求6或7所述的光照传感器，其特征在于，

所述阻光板(5)至少一部分位于所述透镜(1)内部；或，

当所述透镜(1)包括第一镜体和第二镜体时，所述阻光板(5)位于所述第一镜体和所述第二镜体之间。

9.一种空调系统，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述光照传感器。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述光照传感器或如权利要求9所述的空调系统。